package uestc.lj.basic.sort;

import java.util.Arrays;

/**
 * 堆排序
 *
 * @Author:Crazlee
 * @Date:2021/11/21
 */
public class Code02_HeapSort {
    /**
     * 对array数组进行堆排序
     *
     * @param array 待排序数组
     */
    public static void heapSort(int[] array) {
        if (array == null || array.length < 2) {
            return;
        }
        //建立大根堆的过程
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            //相当于对每一个位置进行堆插入
            heapInsert(array, i);
        }

        //排序的过程
        int heapSize = array.length;
        //将最大的元素移到堆末尾，然后将堆的长度--
        swap(array, 0, --heapSize);
        while (heapSize > 0) {
            heapify(array, 0, heapSize);
            swap(array, 0, --heapSize);
        }
    }

    /**
     * 对于插入index位置的数，判断其和其父位置元素的大小
     * 目的是为了调整当前树，使其成为一个大根堆
     *
     * @param array 数组
     * @param index 要判断的下标
     */
    public static void heapInsert(int[] array, int index) {
        while (array[index] > array[(index - 1) / 2]) {
            swap(array, index, (index - 1) / 2);
            index = (index - 1) / 2;
        }
    }

    /**
     * 当删除index处的元素后，调整当前树，使其重新成为一个大根堆
     *
     * @param array    数组
     * @param index    删除的元素下标
     * @param heapSize 当前堆的数组元素数量
     */
    public static void heapify(int[] array, int index, int heapSize) {
        int leftIndex = index * 2 + 1;
        //判断index位置处是否有左孩子
        while (leftIndex < heapSize) {
            //判断index位置处是否有右孩子且选择出左右孩子的较大值
            int largeIndex = (leftIndex + 1 < heapSize) && (array[leftIndex + 1] > array[leftIndex]) ? leftIndex + 1 :
                    leftIndex;
            // 判断左右孩子中和父节点的值谁的大
            largeIndex = array[largeIndex] > array[index] ? largeIndex : index;

            if (largeIndex == index) {
                break;
            }

            //交换 index 和 largeIndex 的值
            swap(array, largeIndex, index);
            //更新下标
            index = largeIndex;
            leftIndex = index * 2 + 1;
        }
    }

    private static void swap(int[] array, int left, int right) {
        int temp = array[left];
        array[left] = array[right];
        array[right] = temp;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {5, 7, 8, 2, 6, 1, 9, 3, 4};
        System.out.println("堆排序之前数组元素为：");
        Arrays.stream(array).forEach(value -> System.out.print(value + " "));
        heapSort(array);
        System.out.println();
        System.out.println("堆排序之后数组的元素为：");
        Arrays.stream(array).forEach(value -> System.out.print(value + " "));
    }
}
